Глубина заложения фундамента малоэтажного дома

Информацию про глубина заложения фундамента, вычисление глубины заложения, СНИП, Вы узнаете как определить глубину заложения фундамента, мелкозаглубленного и ленточного фундамента и глубины их заложения. Вопрос от клиента:

Как определить глубину заложения фундамента

На начальных этапах проектирования определяется глубина заложения ленточного фундамента, его тип и обустройство. Эти данные необходимы для дальнейших расчётов ленточного фундамента по статическим и динамическим нагрузкам. Здесь учитываются такие факторы, как: глубина сезонного промерзания, статический уровень подземных грунтовых вод, класс строения, сейсмичность района, геология грунтов.

Следуя рекомендациям СП, соответствующим требованиям ГОСТ, создаются индивидуальные проекты для отдельных объектов. Знание этих положений необходимо каждому застройщику, который настраивается самостоятельно осуществлять этапы строительства от создания проекта до сдачи в эксплуатацию объекта.

Расчет глубины заложения

1. Определение нормативной глубины промерзания в метрах:

dfn = d0 х √Mt

Нормативное значение d0 выбирается по таблице, в зависимости от типа грунта: чем он плотнее, тем больше число. Например, для супесей d0 = 0,28, а для суглинков – 0,23. Mt – сумма модулей (абсолютных значений) средних отрицательных температур за зимний период (в средней полосе он продолжается с ноября по март). Для Москвы этот показатель равен 22,9 (таблица 5.1 «Строительная климатология»). Подставив числа в формулу, получают

dfn = 0,28 х √ 22,9 = 1,34 м

2. Определение расчетной глубины промерзания:

Расчет глубины заложения

df = kh х dfn

Коэффициент kh зависит от типа сооружения и среднесуточной температуры в помещении, которое примыкает к наружному фундаменту. Для отапливаемых зданий значение коэффициента колеблется от 0,4 (дом с подвалом) до 1,0 (дом без подвала с полом на лагах). Для неотапливаемых сооружений kh = 1, пол устроен по грунту, а среднесуточная температура составляет 5°C, то kh = 0,8. Подставляем это значение в формулу:

df = 0,8 х 1,34 = 1,07 м

3. Определение глубины основы в зависимости от уровня грунтовых вод dw. Нужное значение выбирают по таблице 1.

Таблица 1.

Вид почвы Уровень заложения ленты при залегании грунтовых вод на глубине dw
dw менее df + 2 dw более df + 2
Песок мелкий и пылеватый Не менее df Не зависит от df
Супеси Не менее df Не зависит от df
Глины, суглинки при текучести более 0,25 Не менее df Не зависит от df
Глины, суглинки при текучести менее 0,25 Не менее df Не менее 0,5df
Скальный, песок с гравием Не зависит от df Не зависит от df

Без геологических исследований, не зная уровня грунтовых вод, лучше заложить ленту на глубине не менее чем df, то есть 1,07 м.

Особенности ленточного основания мелкого заложения

Если возводится одноэтажный дом из кирпича ибо пеноблоков (без подвала), каркасное строение, бревенчатый сруб, дачный домик, баня, сарай или забор, то их основанием вполне может стать мелкозаглубленный ленточный фундамент (МЗЛФ). Конструктивно он похож на заглубленный аналог, но имеет также существенные отличия:

Фундамент мелкого заложения способен нейтрализовать разрушительное влияние морозного пучения грунта. При этом здание или забор, жестко соединенные с МЗЛФ, «плавают» вместе с ним в вертикальном направлении во время сезонных подвижек глинистого или песчаного грунта. За счет того, что глубина заложения небольшая, смещение осуществляется равномерно, не сопровождаясь образованием трещин.

Расчет глубины заложения

Глубина заложения мелкозаглубленной ленты должна быть на 20 % меньше уровня промерзания почвы. В основании фундамент укрепляют с помощью непучинистой подушки толщиной 0,2-0,8 м. Именно такой слой должен составлять один из следующих материалов: щебень, шлак, гравий, крупный песок, песчано-гравийная смесь (ПГС). Подушка нивелирует деформации, возникающие при расширении и сужении пучинистого грунта, и фактически заменяет его собой.

Ленточное мелкозаглубленное основание рассчитывают по стандартной методике. Если строительство выполняется своими силами, для определения основных параметров фундамента одноэтажного сооружения можно воспользоваться таблицей.

Таблица 2.

Выбор размеров ленточного фундамента (мелкое заложение) и типа армирования

Тип грунта Описание сооружения Ширина подошвы фундамента, м Толщина подсыпной подушки, м Диаметр арматуры, мм; число стержней в поясе; число стержней в сечении фундамента
Среднепучинистый, глина и песок Кирпичная кладка, пенобетон; перекрытия из железобетона 0,6 0,3 10; 2; 4
Сильнопучинистый, глина и песок 0,6 0,5 14; 3; 6
Среднепучинистый, глина, суглинок, супесь, песок Отапливаемое каркасное строение;

дом из бруса;

сруб;

деревянные перекрытия

0,4 — 0,3 0,2 10; 3; 6
Сильнопучинистый, глина, суглинок, супесь, песок 0,4 — 0,3 0,4 12; 3; 6
Среднепучинистый, глина, суглинок, супесь, песок Летняя дача из бруса или бревен;

баня

0,3 — 0,2 0,6 — 0,7 12; 2; 4
Сильнопучинистый, глина, суглинок, супесь, песок 0,3 — 0,2 0,7 — 0,8 12; 3; 6

Технология исследования грунта

Для того чтобы правильно подобрать тип фундамента — следует определить тип почвы, на которой строение будет возводиться. Отлично, если эту работу будут проводить профессионалы, но не всегда бывает так, как хочется. Если вдруг вам придется самостоятельно проделывать данную работу, то необходимо проводить ее следующим образом:

Пробуриваете шурфы, глубина которых должна составлять не менее:

  • строительство дома без цоколя — глубина промерзания;
  • строительство дома без цоколя, но из тяжелых материалов — глубина заложения фундамента от трех с половиной до четырех метров;
  • строительство одноэтажного дома, цоколь заглубленный — глубина заложения от четырех до пяти метров;
  • строительство многоэтажного дома из тяжелых материалов с заглубленным цоколем — глубина заложения восемь, девять метров.

В двух первых случаях можете воспользоваться садовым буром, в остальных пригодится техника покрупнее. Для более правильного определения нагрузок следует поставить четыре шурфа, по одному в каждом углу дома. Для исследования берется проба через двадцать пять сантиметров проходки, при достижении глубины промерзания почвы проба берется через каждые пятьдесят сантиметров.

Следующий шаг — определение состава грунта.

  • собираются образцы грунта;
  • просушивается, освобождается от корней и мусора, размельчается;
  • опрыскивается водой и укладывается в банку со стекла, на одну четвертую ее высоты;
  • доливается вода до уровня три четвертых;
  • добавляете одну чайную ложку средства для мытья посуды;
  • встряхиваем все содержимое банки на протяжении десяти минут;
  • банку ставим на ровную поверхность, через минуту делаем отметку маркером на уровне песка, осевшем на дне;
  • через два часа отмечаете уровень ила;
  • ждете пока вода станет прозрачной, отмечаете уровень глины. Этот процесс может затянуться от двух до семи часов.

Замеряете толщину слоя песка, ила, глины в сантиметрах. Высчитываете относительную величину каждого осадка в процентах. Толщину каждого слоя делите на общую толщину осадка и умножаете на сто процентов. Ищите треугольник Ферре и при помощи его определяете тип грунта.

Следующий способ более быстрый. Используется экспресс-метод. Используется тактильное и визуальное изучение образца. Берете образец, рассматриваете, растираете, скатываете. И оцениваете по таблице «Исследование и определение типа грунта».

Глубина заложения фундамента.

При определении толщины фундамента можно слегка отклониться от существующих норм и уменьшить глубину  заложения, но тогда необходимо предусмотреть устройство утепления верхних слоёв земляного покрова  от промерзания.

Глубина заложения фундамента.

На  пучинистых, глубоко промерзающих грунтах, возведение ленточного фундамента  заглублением  более 1 м экономически неоправданно, нужно рассмотреть варианты  в виде столбов (столбчатые опоры в грунте). В таких грунтах делают элементы  фундамента  с увеличенной площадью основания, дабы избежать проявления  выталкивающих  касательных сил, возникающих при зимнем пучении. Эта площадка не позволит подниматься фундаменту из земли. Армирование такого фундамента обязательно.  В соседних  строениях обратите внимание на стойки ворот, заборов, если они стоят не параллельно или может, их верхние части находятся в разных горизонтальных плоскостях, относительно друг друга, это действие сил морозного пучения, грунт здесь пучинистый.  Поспрашивайте хозяев и можете  узнать причину появления таких метаморфоз. Вот яркий пример пучения:

Глубина заложения фундамента.

Расчет глубины заложения фундаментной основы

Эта физическая величина, которую требуется рассчитать для фундаментного основания, зависит от множества параметров. На расчет показателя глубины заложения оказывают влияние особенности рельефной поверхности, место расположения стройплощадки, особенности устройства планируемого здания, глубина грунтов, которые поддаются промерзанию, уровень расположения на данном участке подземных вод и прочие.

Профессиональный расчет, конечно, очень важен, но многим строящим частный дом, рассчитать глубину фундамента под дом в строительной фирме не по карману.

Эта статья для таких людей, которые строят свой дом, в силу обстоятельств, не могут оплатить услуги профессионалов и желают сделать такой расчет сами.

Примерный расчет искомой глубины

Допустим, надо рассчитать глубину заложения фундаментной основы в Москве.

Для начала определяется глубина сезонной нормы промерзания грунта:

где d – имеет разные значения для разных грунтовых типов:

  • 0,23 м для грунтов, содержащих много глины;
  • 0,28 м для грунтов, состоящих из мелкого песка;
  • 0,3 м для крупно песчаных почв;
  • 0,34 м для каменистых грунтов.

Если грунт, где планируется ставить дом, неоднородного типа, то d определяют как средний показатель глубины грунтового промерзания.

Mt – это сумма среднемесячных показателей температур замерзания грунтов за все зимнее время в той полосе, где строится дом. Выбирается он в таблицах, публикуемых в справочниках. Там для Московского региона стоят такие среднемесячные показатели температур за все холодные месяцы: -7,8; -7,1; -1,3; -1,1; -5,6. Тогда показатель Mt равен следующему значению:

Mt=7,8,1+1,3+1,1+5,6=22,9.

Показатель глубины промерзания для Московского региона с наиболее часто встречающимся здесь глинистым грунтом, равна:

dfn=0,23 √22,9= 1,1м.

Когда тип грунта неизвестен, нужно приобрести простой бур, который продают в специализированных магазинах, и проделать небольшие скважины в центре будущей площадки под дом и по углам ее. Это позволит определить вид грунта. В основном в Москве и области распространены суглинистые и глинистые грунты.

После того, как произведен расчет нормативной глубины промерзания, рассчитывают еще одну глубину промерзания.

где kh для фундаментных оснований неотапливаемых строений равен 1,1. В Московском регионе средняя за год температура равна +5,4о;

kh для строений отапливаемых берется из таблицы, которую можно найти в таблице строительных расчетная глубина замерзания:

  • если строящийся дом не отапливается зимой, df = 1,1*1,1= 1,21 м. При округлении получаем df = 1,25 м
  • для отапливаемого строения без подвала, с теплыми полами цоколя: df= 0,7*1,1 = 0,77 м. Получается df = 0,8 м
  • если дом, который строится, будет отапливаться и иметь не холодное подвальное помещение df = 1*1,1 = 1,1 м.

Определяют глубину заложения фундамента,учитывая условия недопущения пучения по таблицам зависимости расположения подземных вод. Поскольку такой показатель трудно угадать, потому выбирается чаще всего наихудший вариант и принимается  d = 1,25.

Для отапливаемого строения без подвала с утепленным перекрытием d = 0,8 м.

Для отапливаемого строения с холодным подвальным помещением d=1,1 м.

Как планировка дома оказывает влияние на глубину заложения фундамента

Проект дома в пригороде

На расчет глубины фундаментной основы оказывают влияние такие особенности планировки и внутреннего устройства, как:

  • присутствие и расположение подвала;
  • глубина заложения фундаментных оснований соседних строений. Если такие строения есть;
  • подземные коммуникационные трассы и глубина их расположения.

Вычисление нагрузок

Перед тем как рассчитать фундамент под дом, потребуется рассчитать нагрузку. Удобнее выполнять сбор нагрузок на фундамент в табличной форме. Все нагружения делятся на два типа: постоянные и временные. Последние являются временными условно, поскольку включают в себя мебель, оборудование и т.п. Постоянные состоят из массы конструкций здания.

Расчет нагрузки на фундамент можно выполнить полностью самостоятельно с учетом точных характеристик используемых материалов. Но вполне достаточно будет воспользоваться таблицей ниже. В ней приведены средние значения, но нагрузка на фундамент от этого изменится некритично.

КонструкцияВеличина нагрузки, кг/м2Коэффициент надежности Стена из кирпича 510 мм 920 1,3 Стена из кирпича 640 мм 1150 Брусовая стена 150 мм 120 1,1 Брусовая стена 200 мм 160 Стена по деревянному каркасу с утеплением 150 мм 30-50 Перегородки из гипсокартона 80 мм 30 Перекрытие из плит ПК с цементной стяжкой 625 1,2 Перекрытие деревянное с утеплением 150 1,1 Фундамент из железобетона в кг/м3 (!) 2500 1,2 — для сборного1,3 — для монолитного Крыша с учетом типа покрытия Металл 60 1,05 Керамика 120 1,2 Битумные материалы 70 1,1 Временные нагрузки От людей и мебели 150 1,2 Снежный покров По СП ‘Нагрузки и воздействия’ табл. 10.1 с учетом расположения участка строительства 1,4

Нагрузку на фундамент каждого типа, чтобы верно посчитать сечение, умножают на коэффициент надежности.

Мелкозаглубленный фундамент глубина заложения

Мелкозаглубленное основание — подвид ленточного фундамента, при обустройстве которого не учитывается величина ГПГ.

Такой фундамент применяется для возведения легких домов из дерева, каркасных панелей, пенобетона либо небольших кирпичных зданий на непучинистой почве с низким уровнем расположения грунтовых вод.

Рис. 1.8: Схема мелкозаглубленного ленточного фундамента

Мелкозаглубленное ленточное основание противопоказано строить на:

  • торфяных и иловых грунтах;
  • неоднородной почве;
  • на любых видах сильнопучинистой почвы;
  • на подтапливаемой местности.

Совет эксперта! Минимально допустимой глубиной заложения мелкозаглубленного ленточного основания принято считать 50 сантиметров.

В регионах со скальным грунтом, где делать углубления в почве экономически не выгодно, такое основание может размещаться прямо на поверхности грунта.

Рис. 1.9: Мелкозаглубленный ленточный фундамент

Для глинистой и суглинистой почвы оптимальная глубина заложения мелкозаглубленного основания составляет 80-90 сантиметров.

При строительных работах в условиях низкоплотного верхнего слоя почвы, мелкозаглубленный фундамент нужно заглублять до уровня пластов плотного грунта со стабильными несущими характеристиками.

Пример 2

Исходные данные:

  • все исходные данные по грунтам и климатическим условиям те же, что в примере 1;
  • нагрузка на фундамент Qд = 8,0 тс/м (одна из характерных нагрузок в одноэтажном кирпичном или двухэтажном доме со стенами из пенобетонных блоков с облицовкой в полкирпича);
  • ширина цоколя — 0,5 м;
  • заглубление фундамента, принятое первоначально, dф = 0,3 м.

Решение

1. Как следует из предыдущего примера, расчётное сопротивление распученного суглинка меньше, чем расчётное сопротивление песчаной подушки, поэтому ширину опорной части ленточного фундамента определяем по расчётному сопротивлению распученного грунта. Так как в формулу (1) Приложения 3 СНиПа входит ширина опорной части, примем для предварительного расчёта b = 1 м.

Получаем:

ер =  0,87 (из примера 1);

Ro=1,4 кгс/см2 (из примера 1);

R = 1,4х[1 + 0,05х(1,0 -1,0)/1,0]х2,3/4 = 0,78 кгс/см2;

b = 8/7,8 = 1,02 м.

Принимаем ширину опорной части ленточного фундамента равной 1,0 м.

Приняв высоту полки уширенной подошвы ленточного фундамента 0,2 м (рис. 4), констатируем, что помимо продольной рабочей арматуры необходимо введение в конструкцию поперечной рабочей арматуры, шаг и диаметр которой определяется расчётом.

Рис. 4. Схема поперечного армирования фундамента: σ — реакция грунта; г — растягивающие усилия; 1 — сжатая зона бетона; 2 — поперечная рабочая арматура.

Из курса сопротивления материалов известно, что в твёрдом теле под действием внешней нагрузки сжатая зона распространяется под углом 45°. Бетон хорошо воспринимает сжимающие напряжения и плохо — растягивающие. При ширине полки, большей её высоты, часть полки оказывается вне зоны сжатия. Под действием реакции грунта на эту часть полки по грани призмы сжатия возникают растягивающие напряжения, которые могут разрушить бетон.

Для предотвращения разрушения в нижней части подошвы фундамента устанавливают поперечную арматуру, которая воспринимает растягивающие напряжения.

Пример 2

2. Рассчитываем фундамент на устойчивость при минимальных размерах траншеи 1,4 м {рис. 5а).

Рис. 5. Варианты заглубления ленточных фундаментов и их надёжность в сильнопучинистых грунтах при нагрузке 8,0 тс/м: а,в; г — устойчивость обеспечена; б — устойчивость не обеспечена.

Получаем:

γ1Qд =  0,9×8,0 = 7,2 тс/м;

γ2Q=1,1x2x11,0x0,3×0,6×0,51 = 2,2 тс/м <γ1Qд

То есть устойчивость фундамента обеспечена с большим запасом.

Попробуем избавиться от необходимости поперечного армирования за счёт уменьшения ширины опорной части при заглублении фундамента на 0,7 м.

В этом случае параметры распученного фунта и ширина подошвы будут следующими:

ер = 0,7 + 0,12(1+0,7)х(1-0,7/1,6) = 0,71;

Ro=1,85 кгс/см2.

Для предварительного расчёта величины R принимаем b=1,0 м:

R = 1,85x[1+0,05x(1,0-1,0)/1,0]x2,7/4=1,25 кгс/см2;

b = 8,0/12,5 = 0,64 м

Принимаем ширину подошвы фундамента b= 0,7 м и уточняем расчётное сопротивление распученного грунта:

R=1,85x[1 +0,05x(0,7-1,0)/1,0]x2,7/4= 1,23 кгс/см2;

b = 8,0/12,3 = 0,65 м.

Оставляем ширину b = 0,7 м, при которой поперечная арматура не требуется.

При расчёте на устойчивость принимаем минимальную ширину траншеи 1,1 м (рис. 5б).

Получаем:

γ2Q=1,1x2x11,0x0,7×0,6×0,82 = 8,3 тс/м > γ1Qд =7,2 тс/м.

Фундамент не устойчив. Увеличиваем ширину траншеи до 1,5 м (рис. 5в). В этом случае получаем:

γ2Q=1,1x2x11,0x0,7×0,48×0,82 = 6,7 тс/м < 7,2 тс/м.

Фундамент устойчив при ширине траншеи 1,5 м.

Рассмотрим, какие параметры фундамента и траншеи будут при заглублении фундамента на 0,5 м.

Определяем:

ер =  0,7 + 0,12х{1 + 0,7)х(1 — 0,5/1,6) = 0,84;

Ro=1,45 кгс/см2.

При предварительном расчёте величины R ширину подошвы принимаем равной 0,7 м

Пример 2

R =1,45х[1 +0,05х(0,9- 1,0)/1,0]х2,5/4 = 0,89 кгс/м2;

b = 8,0/9,0 = 0,89 м.

Принимаем ширину ленточного фундамента равной 0,9 м.

Поперечная арматура не требуется.

Рассчитываем фундамент на устойчивость при минимальной ширине траншеи 1,3 м (рис. 5г):

γ2Q=1,1x2x11,0x0,5×0,6×0,67 = 4,9 тс/м < 7,2 тс/м.

Фундамент устойчив.

Таким образом, во всех трёх вариантах заглубления (0,3; 0,5 и 0,7 м) устойчивость фундаментов можно обеспечить. Но предпочтительным является вариант с меньшим расходом бетона, при отсутствии необходимости устанавливать поперечную арматуру и с наименьшим объёмом земляных работ.

В таблице представлены расход бетона и песка на 1 погонный метр при всех трёх вариантах заглубления фундаментов и потребность для них в поперечной арматуре.

Представляется предпочтительным вариант с заглублением 0,5 м при отсутствии необходимости постановки поперечной арматуры.

Расход бетона и песка на 1 погонный метр

Заглубление фундамента, м

Расход бетона, м3

Расход песка на обратную засыпку, м

Поперечная арматура

0,3

0,25

0,17

Требуется

0,5

0,33

0,32

Не требуется

0,7

0,39

0,66

Не требуется

При других грунтовых условиях и нагрузках результаты могут быть тоже другими.

Надеюсь, что застройщикам, конструкторам и строителям изложенные материалы позволят возводить фундаменты надёжно и экономично.

Примерный расчет искомой глубины

Допустим, надо рассчитать глубину заложения фундаментной основы в Москве.

Для начала определяется глубина сезонной нормы промерзания грунта:

Примерный расчет искомой глубины

где d0 – имеет разные значения для разных грунтовых типов:

  • 0,23 м для грунтов, содержащих много глины;
  • 0,28 м для грунтов, состоящих из мелкого песка;
  • 0,3 м для крупно песчаных почв;
  • 0,34 м для каменистых грунтов.

Если грунт, где планируется ставить дом, неоднородного типа, то d0 определяют как средний показатель глубины грунтового промерзания.

Mt – это сумма среднемесячных показателей температур замерзания грунтов за все зимнее время в той полосе, где строится дом. Выбирается он в таблицах, публикуемых в справочниках. Там для Московского региона стоят такие среднемесячные показатели температур за все холодные месяцы: -7,8; -7,1; -1,3; -1,1; -5,6. Тогда показатель Mt равен следующему значению:

Примерный расчет искомой глубины

Показатель глубины промерзания для Московского региона с наиболее часто встречающимся здесь глинистым грунтом, равна:

Когда тип грунта неизвестен, нужно приобрести простой бур, который продают в специализированных магазинах, и проделать небольшие скважины в центре будущей площадки под дом и по углам ее. Это позволит определить вид грунта. В основном в Москве и области распространены суглинистые и глинистые грунты.

После того, как произведен расчет нормативной глубины промерзания, рассчитывают еще одну глубину промерзания.

где kh для фундаментных оснований неотапливаемых строений равен 1,1. В Московском регионе средняя за год температура равна +5,4 о ;

Примерный расчет искомой глубины

kh для строений отапливаемых берется из таблицы, которую можно найти в таблице строительных справочников. Считается расчетная глубина замерзания:

  • если строящийся дом не отапливается зимой, df = 1,1*1,1= 1,21 м. При округлении получаем df = 1,25 м
  • для отапливаемого строения без подвала, с теплыми полами цоколя: df = 0,7*1,1 = 0,77 м. Получается df = 0,8 м
  • если дом, который строится, будет отапливаться и иметь не холодное подвальное помещение df = 1*1,1 = 1,1 м.

Определяют глубину заложения фундамента,учитывая условия недопущения пучения по таблицам зависимости расположения подземных вод. Поскольку такой показатель трудно угадать, потому выбирается чаще всего наихудший вариант и принимается d = 1,25.

Для отапливаемого строения без подвала с утепленным перекрытием d = 0,8 м.

Примерный расчет искомой глубины

Для отапливаемого строения с холодным подвальным помещением d=1,1 м.

Глубина вероятного промерзания грунта

Еще один значимый параметр. Под действием минусовых температур вода, содержащаяся в почве, расширяется, выталкивая фундамент наверх. Чтобы этого не случилось, нужно углублять конструкцию ниже рассматриваемой отметки на 30 см. Правило особо актуально для пучинистых грунтов, подвергающихся значительному расширению в холодное время года. Есть еще один вариант расчета – 0,8 умножить на количество этажей. Мы рассматриваем глубину фундамента под двухэтажный дом, поэтому получим в итоге 1,6 метра. Для северных регионов страны, где земля промерзает глубже, цифра будет увеличена до отметки 2-2,5 метра.

Это правило не действует для непучинистых грунтов, потому как они никак не меняют свойств зависимо от температуры окружающей среды.

Читайте также:  Геотекстиль (геоткань): назначение, свойства, применение